JPH03236795A

JPH03236795A - 光学活性１，３―ブタンジオールの製造方法

Info

Publication number: JPH03236795A
Application number: JP3424990A
Authority: JP
Inventors: Akikazu Matsuyama; 彰収松山; Yoshinori Kobayashi; 良則小林
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1990-02-15
Filing date: 1990-02-15
Publication date: 1991-10-22
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2828720B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分舒〕本発明は光学活性１．３−ブタンジオールの製造方法に
関する。更に詳しくは、１，３−ブタンジオールのエナ
ンチオマー混合物に該混合物ヲ不斉的に資化する能力を
有する微生物を作用させ、残存する光学活性１．３−ブ
タンジオールを採取する際に、アルコール或いはケトー
ルの存在下で不斉的に資化する能力を増大させた微生物
を用いることを特徴とする光学活性１．３−ブタンジオ
ールの製造方法に関する。

光学活性１．３−ブタンジオールは種々の医薬品、例え
ば抗生物質等の重要合成原料である。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
光学活性１．３−ブタンジオールを製造する方法として
は、（１）化学的に合成されたラセミ体の１．３−ブタ
ンジオールを光学分割剤を用いて光学分割する方法（特
開昭６１−１９１６３１号公報）や、（２）光学活性化
合物で処理したラネーニッケル触媒を用いて４−ヒドロ
キシ−２−プタノンから不斉合成する方法（特開昭５８
−２０４１８７号公報及びＢｕｌｌ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓ
ｏｃ、　Ｊｐｎ、＋　５３＋　１３５６−１３６０　（
１９８０）　）等が知られている。しかし、（１）、（
２）とも高価な光学分割剤、触媒を用いねばならないこ
と、（２）は光学純度が低いこと等の欠点がある為、経
済的に優れ、且つ、簡便な手段で光学純度の高い光学活
性１．３−ブタンジオールを得る方法の確立が望まれて
いた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは簡便な工業的生産を目指して研究した結果
、安価な１，３−ブタンジオールのエナンチオマー混合
物に該混合物を不斉的に責化する能力を有する微生物を
作用させ、残存する光学活性１．３−ブタンジオールを
採取できること（Ｗ０８９／１０４１０）を見出してい
る。また同様な方法でＲ５（±）　−１，３−ブタンジ
オールから（Ｒ）−１，３−ブタンジオールを製造する
方法（特開平１−３２０９９７号）も知られている。

本発明者らは上記の微生物反応利用による光学活性１．
３−ブタンジオールの生産を高めるため鋭意研究した結
果、微生物をアルコール或いはケトールの存在下に置く
ことにより、微生物の不斉的に責化し光学活性１．３−
ブタンジオールを残存させる能力を増大させることがで
き、生産性向上につなぎ得ることを見出し、本発明を完
成するに到った。

即ち、本発明は、１．３−ブタンジオールのエナンチオ
マー混合物に該混合物を不斉的に責化する能力を有する
微生物を作用させ、残存する光学活性１．３−ブタンジ
オールを採取する際に、アルコール或いはケトールの存
在下で不斉的に責化する能力を増大させた微生物を用い
ることを特徴とする光学活性１．３−ブタンジオールの
製造方法を提供するものである。

本発明に使用しうるアルコールとしては、エタノール、
エチレングリコール、１−プロパノール、２−プロパノ
ール、トリメチレングリコール、１．３−ブタンジオー
ル、１．４−ブタンジオール、３−メチル−１，３−ブ
タンジオール、１．５−ペンタンジオール等が挙げられ
、ケトールとしては、４−ヒドロキシ−２−ブタノン、
ジヒドロキシアセトンなどが挙げられる。これらのアル
コール或いはケトールは通常反応液中０．０５〜１重量
％の範囲で使用される。

１．３−ブタンジオールのエナンチオマー混合物を不斉
的に責化し、光学活性１．３−ブタンジオールを残存さ
せる能力を有する微生物としては、特願平１−１０７０
１６号明細書に記載されている微生物、例えばキャンデ
ィダ（Ｃａｎｄｉｄａ）属、ゲオトリカム（Ｇｅｏｔｒ
ｉｃｈｕ＋ｓ）属等、特開平１−３２０９９７号公報に
記載されている微生物、例えばアースロアスカス（Ａｒ
ｔｈｒｏａｓｃｕｓ）属、デバリオマイセス（Ｄｅｂａ
ｒｙｏ＊ｙｃｅｓ）属、エンドマイセス（Ｅｎｄｏｍｙ
ｃｅｓ）属等に属する微生物が挙げられる。

本発明に用いる微生物を培養する為の培地はその微生物
が増殖し得るものであれば特に制限はない０例えば、炭
素源としては、上記微生物が利用可能であればいずれも
使用でき、具体的には、グルコース、フルクトース、シ
ュクロース、デキストリン等の１４Ｍ１ソルビトール、
エタノール、グリセロール等のアルコール類、フマール
酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸等の有機酸類及びそ
の塩類、パラフィン等の炭化水素類等或いはこれらの混
合物を使用することができる。窒素源としては例えば、
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム等の無機酸のアンモニウム塩、フマル酸アンモニウ
ム、クエン酸アンモニウム等の有機酸のアンモニウム塩
、肉エキス、酵母エキス、コーンステイープリカー、カ
ゼイン加水分解物、尿素等の無機有機含窒素化合物、或
いはこれらの混合物を使用することができる。他に無機
塩、微量金属塩、ビタミン類等、通常の培養に用いられ
る栄養源を適宜、混合して用いることができる。また必
要に応じて微生物の増殖を促進する因子、本発明の目的
化合物の生成能力を高める因子、あるいは培地のｐＨ保
持に有効な物質も添加できる。

培養方法としては培地ｐｉは３．０〜９．５、好ましく
は４〜８、培養温度は２０〜４５℃、好ましくは２５〜
３７℃で、嫌気的或いは好気的に、その微生物の生育に
適した条件下５〜１２０時間、好ましくは１２〜７２時
間程度培養する。

本発明において、アルコール或いはケトールの存在下に
微生物を置く方法としては、前記の如く培養した培養液
或いはこの培養液から遠心分離等で菌体を分離し、これ
をそのまま或いは洗浄した後、緩衝液、水等に再懸濁し
た懸濁液にアルコール或いはケトールを添加する方法、
又は培養中に微生物の代謝によってアルコール或いはケ
トールを生じるような、例えばグルコース等の糖の嫌気
発酵をさせる方法等が挙げられる。

本発明において、４不斉資化反応を行う方法としては、
前記の如くアルコール或いはケトールの存在下に置かれ
た微生物の培養液をそのまま用い該培養液に１．３−ブ
タンジオールのエナンチオマー混合物を添加する方法、
遠心分離等により菌体を分離し、これをそのまま或いは
洗浄した後、緩衝液、水等に再懸濁したものに１．３−
ブタンジオールのエナンチオマー混合物を添加し反応さ
せる方法等がある。この反応の際、グルコース、シュク
ロース等の炭素源をエネルギー源として添加したほうが
良い場合もある。

また、菌体は生菌体のままでも良いし、菌体破砕物、ア
セトン処理、凛結乾燥等の処理をほどこしたものでも良
い、また、これらの菌体或いは菌体処理物を、例えば、
ポリアクリルアミドゲル法、含硫多糖ゲル法（カラギー
ナンゲル法等）、アルギン酸ゲル法、寒天ゲル法等の公
知の方法で固定化して用いることもできる。更に、菌体
処理物から、公知の方法を組み合わせて精製取得した酵
素も使用できる。

１．３−ブタンジオールのエナンチオマー混合物はその
まま、或いは水に溶解し、又は反応に影響を与えないよ
うな有機溶媒に溶解したり、界面活性剤等に分散させた
りして、反応始めから一括に或いは分割して添加しても
良い。

反応はｐＨ３〜１０、好ましくはｐＨ５〜９の範囲で温
度は１０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃の範囲で、
１−１２０時間程度、撹拌下あるいは静置下で行う０反
応時間を長くすると１．３−ブタンジオールの残存量は
減少するが、光学純度の高い光学活性１．３−ブタンジ
オールを得ることが可能である。基質の使用濃度は特に
制限されないが、０．１〜１０％程度が好ましい。

反応によって残存生成した光学活性１．３−ブタンジオ
ールの採取は反応液から直接或いは菌体分離後、有機溶
媒による抽出、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の通
常の精製方法を用いれば容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的に実施例にて説明するが、本発明
はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

なお、光学純度は反応により得られた光学活性１．３−
ブタンジオールを常法により塩化アセチルでアセチル化
した後、光学分割カラムを用いた高速液体クロマトグラ
フィー（カラム：ダイセル化学工業製キラルセルＯＢ、
溶媒：ｎ−ヘキサン／２−プロパノ−ルー１９：１、波
長２２０ｎｍ、流速０．５ｄ／分）により測定した（保
持時間；（Ｓ）体１５分、（Ｒ）体１９．３分）。

また、微生物の１．３−ブタンジオールの混合物を不斉
的に責化し光学活性ｌ、３−ブタンジオールを残存させ
る能力を増大させる度合いは次式によって求めた。

実施例１グルコース２％、酵母エキス１％からなる培地を蒸留水
で調製しくｐＨ６，０）　、５００−容の坂ロフラスコ
に２５−ずつ分注し、１２１　’Ｃで１５分滅菌した。

これにキャンディダ・バラブシロシスＩＦＯ１３９６を
植菌し、３０℃で２４時間振盪培養を行った。

続いて遠心分離で菌体を分離し、生理食塩水で１回洗浄
し、生菌体を得た。その生菌体に０．１−ＯＩ　リン酸
カリウム緩衝液（ｐＨ５，５）　２５−を加え懸濁液に
した後、各々に表１に示したアルコ−ル又はケトールを
０．１２５　ｇ添加して５００　＠ｌ容の坂ロフラスコ
に入れた。３０℃で５時間振盪を行った後、遠心分離で
菌体を分離し、生理食塩水で１回洗浄し、再度生菌体を
得た。その生菌体に蒸留水２５ａ１を加え懸濁液にした
後、１．３−ブタンジオールのラセミ体を０．７５ｇ、
炭酸カルシウムを０．１２５　ｇ添加し、３０℃で２４
時間往復振盪反応させた。

反応終了後、遠心分離にて除菌し、得られた上澄液を塩
化ナトリウムで飽和させた後、酢酸エチル５０−で抽出
した。抽出液を無水芒硝で脱水し、減圧下で脱溶媒を行
ったところ、シロップが得られた。これを塩化アセチル
でアセチル化し、ヘキサンに溶解して高速液体クロマト
グラフィーで光学純度を測定した。尚、得られた１、３
−ブタンジオールの絶対配置は（Ｒ）体であった。

また対照としてアルコール又はケトールの代わりに蒸留
水を添加したものについて同様に反応を行った。

得られた結果を表１に示す。

表〔発明の効果〕本発明によれば、光学活性１．３−ブタンジオール生産
において反応速度が速くなり、生産性向上につながる。

Claims

【特許請求の範囲】１、１，３−ブタンジオールのエナンチオマー混合物に
該混合物を不斉的に資化する能力を有する微生物を作用
させ、残存する光学活性１，３−ブタンジオールを採取
する際に、アルコール或いはケトールの存在下で不斉的
に資化する能力を増大させた微生物を用いることを特徴
とする光学活性１，３−ブタンジオールの製造方法。２、アルコールがエタノール、エチレングリコール、１
−プロパノール、２−プロパノール、トリメチレングリ
コール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオ
ール、３−メチル−１，３−ブタンジオール又は１，５
−ペンタンジオールであり、ケトールが４−ヒドロキシ
−２−ブタノン又はジヒドロキシアセトンである請求項
１記載の製造方法。